Bruchanalyse von Polymermaterialien
Grundlegende Einführung
Polymermaterialien sind eine neue Art von Strukturmaterial, das aufgrund seiner hervorragenden chemischen und physikalischen Eigenschaften weit verbreitet ist.Riss oder Bruch kann aufgrund einer unangemessenen Konstruktion oder Verwendung auftretenGemäß der Klassifizierung des Bruchmechanismus kann der Bruchmodus in viele Typen unterteilt werden, und Müdigkeitskrecken/Fracture gehört zu einer davon.

Die Bruchanalyse von Polymermaterialien ist eine der wichtigsten Methoden zur Analyse des Ausfalls von Polymermaterialien.Die Bruchanalyse ist für die Forschung und Entwicklung von Materialien von großer Bedeutung.Durch die Analyse, um das Prinzip zu finden und den Mechanismus zu verstehen, kann es die Produktqualität verbessern, den Prozess verbessern oder eine Rolle bei der Beurteilung der Verantwortung spielen.Bruch bezieht sich auf das Phänomen, dass das Material durch äußere Kraft zufällig zerbrochen und in zwei oder mehr Teile getrennt wirdDie Oberfläche oder der Querschnitt nach einer Fraktur wird als Fraktur bezeichnet.Art und Ursache des Versagens von Polymermaterialien kann untersucht werdenDie Analyse der morphologischen Merkmale von Frakturen ist eine der wichtigsten Methoden für die Erforschung von Polymermaterialien.Das schrittweise Cracken von Polymermaterialien erfolgt in drei Stufen.: Rissinitiation, stabile Ausdehnung und schnelle Ausdehnung.

Bruchanalyse von Polymermaterialien

Bruchprinzip
Die plastische Verformung von Polymermaterialien wird durch die tiefe molekulare Struktur verursacht.Der gegenseitige Einfluss der Ausdehnung der Hohlräume und der plastischen Belastung wird den Bruchprozess komplizieren.Die durch Rutsch verursachte plastische Verformung in einfachen Polymerkörnern kann nicht wie bei Metallkörnern auftreten.
Klassifizierung der Frakturen
Die Brüche von Polymermaterialien gliedert sich in brüchige und duktile Brüche. Die Bruchbarkeit ist immer mit der Elastizität des Materials im Wesentlichen verbunden.Die Verformung der Probe vor dem Bruch ist gleichmäßig, wodurch der Riss der Probe schnell die Ebene senkrecht zur Spannungsrichtung durchdringt. Grundsätzlich wird ein brüchiger Bruch durch die Zugspannungskomponente der angewandten Spannung verursacht,und eine duktile Fraktur wird durch die Schereinspannungskomponente verursacht..
Analysemethode
1. Makroskopische Beobachtung

Mit bloßem Auge oder einer Lupe können Sie bei geringer Vergrößerung beobachten. Im Allgemeinen kann nur beobachtet werden und keine Fotos gemacht werden.Die Vergrößerung ist weniger als 50 mal., in der Regel etwa 10-mal, mit dem die Raubhaut der Bruchfläche, die Merkmale der Rissbildung, der Ausdehnung und der Endbruchzone beobachtet werden können,und zur Bestimmung der Rissrichtung, Ort der Rissquelle, Lastart und -stufe usw. Diese Methode wird üblicherweise zur Erhebung von Informationen zur weiteren Beobachtung mit dem optischen Mikroskop verwendet.Bei der Beobachtung mit geringer Vergrößerung ist nur erforderlich, dass die Bruchfläche sauber und frei von Verschmutzung ist..

2. Optische Mikroskopbeobachtung
Das am häufigsten verwendete optische Mikroskop ist ein Stereomikroskop, wenn es notwendig ist, einige charakteristische Details der makroskopischen Fraktur weiter zu vergrößern und zu beobachten.mit einem optischen Mikroskop direkt vergrößern und beobachtenDarüber hinaus verwenden Analysten in der Regel optische Mikroskope mit geringer Vergrößerung, um Fotos der gesamten Fraktur zu machen, um umfassendere und detailliertere Informationen über die Fraktur zu erhalten.und liefern auch grundlegende Informationen für die nächste mikroskopische Beobachtung.

3- Beobachtung mit dem Elektronenmikroskop
Das Scanning-Elektronenmikroskop ist eine Methode der mikroskopischen Beobachtung. Die Vergrößerung kann Tausende oder sogar Zehntausende Male erreichen.Es wird in der Regel in Verbindung mit einem dispersiven Energiespectrometer (EDS) verwendetBei der Frakturanalyse hat sie hauptsächlich zwei Anwendungsbereiche: Morphologiebeobachtung und Mikro-Bereichskomponentenanalyse.Vor der Beobachtung durch das Scannen muss eine bestimmte Dicke an leitfähigen Materialien wie Gold und Platin auf den Bruch gesprüht werden.Darüber hinaus ist zur Vermeidung von Verbrennungen an der Bruchfläche die Beobachtungsspannung zu steuern, in der Regel 5-15Kv ist geeignet.Wenn das Energiedifferenzspektrometer eine Komponentenanalyse durchführt, können drei Arten von Punkt- und Linienscanning und Oberflächen-Scanning eingesetzt werden.

Beobachtung mit dem Elektronenmikroskop

(Scan-Elektronenmikroskop/SEM)

Die oben genannten drei Beobachtungsmethoden sind in Bezug auf den Prozess progressiv verknüpft, zuerst mit geringer Vergrößerung und dann mit hoher Vergrößerung, zuerst makroskopisch und dann mikroskopisch.Die oben genannten Analyseverfahren werden häufiger verwendet.Neben diesen Analysetechniken können auch metallographische Mikroskope, Transmissions-Elektronenmikroskope usw. zur Beobachtung eingesetzt werden.

Morphologie der Fraktur
The quantitative relationship between the characteristic parameters of the fracture surface morphology of materials and the mechanical properties of materials is widely used in the fields of material fracture researchEs ist im Allgemeinen in Spiegelbereich, Rippenmorphologie, Bogenstreifenlinie und Spannungsbleichbereich unterteilt.
(1) Spiegelfläche
Der Spiegelbereich entsteht durch die Ausdehnung und das Rissen von Rissen entlang eines oder einiger Silberstreifen.Das Wachstum der Silberstreifen hängt vom Prozess der Orientierungsumwandlung der Polymerkette an der Grenze von zufälligen Spulen bis zur Mitte des Silberstreifens abDie geringere Ladegeschwindigkeit und die höhere Prüftemperatur machen die Wachstumszeit der Silberstreifen ausreichender.
(2) Rippenähnliche Morphologie
Die ribähnliche Morphologie besteht aus wechselnden rauen und glatten Bändern, wobei das rauhe Band vorne und das glatte Band hinten ist; das raue Band besteht aus vielen ungleichmäßigen kleinen Ebenen,und Silberstreifen können in der Regel auf dem glatten Band beobachtet werden.
(3) Bogenförmige Streifen
Bogenförmige Streifen sind die morphologischen Merkmale, die durch Rissverlängerung, Risshalt und Risswiederholung zurückbleiben, wenn das Polymermaterial bricht.Verringerung der Prüftemperatur und Erhöhung der Belastungsgeschwindigkeit führen häufig zu einer Verringerung des Abstands der bogenförmigen Streifen am Querschnitt des Polymermaterials.
(4) Streßbleiche Zone
Die Belastungsbleichzone ist der Bereich der plastischen Verformung des Polymermaterials.Es ist das Ergebnis von Silberstreifen oder Scheren des Polymermaterials unter Einwirkung einer äußeren KraftDie Oberflächenmorphologie der peripheren Frakturen besteht häufig aus Fasermorphologie, Mikrogruben und parabolischen Mustern.